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升级   30.53% TA的每日心情 | 开心 2015-4-14 18:58 |
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签到天数: 4 天 [LV.2]偶尔看看I
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首先,你需了解蒙特卡洛(MC)的发源:马尔科夫链和与之相关的概率转移矩阵。
* s% ^" F3 `6 n$ f; G举一个简单的例子,一家钢琴店老板,他发现他前一个星期卖了1架钢琴,后一个星期就会卖2架,如果前一个星期卖了2架,后一个星期就会卖出0架,如果前一个星期卖出0架,后一个星期就会卖出1架,请问老板平均每星期进多少架钢琴比较合理?1 I& a3 E- }# f4 y
这里很明显看出0——>1——>2——>0这样变化的构建的矩阵就是这样的* K$ N8 _7 v( x7 {. x5 M" G0 F, }
3维矩阵,每个维度和经度表示0、1、2这三种状态,按顺序来,矩阵内的值表示从维度的状态转移到经度的状态的概率
5 Z3 D! z% S* K U% {& ~0 1 0
" R: t" ` a1 n2 m; ^0 0 1 =A4 ?: J5 d# W' e2 f; T
1 0 04 o, f; l6 a8 V- f$ W
A矩阵不停的自乘,如果发现n次后,A矩阵怎么自乘都不会变了,说明他是收敛的,这个问题就有解,把那个矩阵乘以状态向量就是合理的钢琴数。如果怎么乘都不收敛,那这个问题就是无解的。, |* G: G/ `: L" W& n$ I* V$ Q; Q7 z
0 h8 h( V* H1 Q2 F# r/ \# T9 T现在有一些分子摆在那里,让你预测分子最有可能的状态,也就是能量最稳定的状态。N个分子自由度是3N+2,而分子在空间中可能的坐标是无限的,所以你根本不可能构建出概率转移矩阵,得到数学上的确定解。所以MC方法来了,他保证分子状态转移的每一步都像能量稳定的状态跳跃。步骤是:
1 G0 q; m8 h4 w) `1)利用随机数生成初始分子状态坐标
0 S$ v$ ]$ Y0 `5 \: S/ ~% |) `2)随意移动一个分子到一个新的随机坐标" L( f6 q& c! ?2 N/ K& ?
3)看新旧坐标的能量变化,判断要不要跳到新坐标(这里的接受概率函数比较复杂,不细说)7 H/ v1 }# H; l) t& ]4 x' ^
4)重复以上过程,直到总能量基本不变. q! f$ ]# p0 g& O
2 x, o6 M7 |; ?8 |7 t3 uMC方法演变出一系列方法,比如模拟退火,都是在其基础上的加强,都是寻找系统最优解的方法。关键是,这个最有解数学上是找不到的。过程都一样,就是接受概率函数和状态表达方法不一样而已。
0 j9 E5 s5 m t. I5 G3 q |
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